FI120813B - Matkaviestinavusteinen ajoitussynkronointi CDMA-tietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

MATKAVIESTINAVUSTEINEN AJOITUSSYNKRONOINTI CDMA-TIETO-LIIKENNEJÄRJESTELMÄSSÄ

Esillä oleva keksintö liittyy tietoliikennejärjestelmiin. Erityisesti esillä oleva keksintö liit-5 tyy uuteen ja parannettuun menetelmään ja laitteeseen tukiaseman synkronoimiseksi matkaviestimeltä lähetettävillä signaaleilla, joka matkaviestin on tyypillinen yhteydessä synkronoituun tukiasemaan.

Koodijakomonipääsyisten (CDMA) modulaatiotek-10 niikoiden käyttö on yksi useista tekniikoista tietoliikenneyhteyksien toteuttamiseksi järjestelmässä, jossa on paljon käyttäjiä. Vaikka muita tekniikoita, kuten aikajakomonipääsyinen (TDMA), taajuusjakomoni-pääsyinen (FDMA) ja AM-modulaatio, kuten amplitudikom-15 pandoitu yksittäinen sivukaistamodulaatio (ACSSB), tunnetaan, CDMA:11a on merkittäviä etuja verrattuna näihin muihin tekniikoihin. CDMA-tekniikoiden käyttö monipääsytietoliikennejärjestelmässä esitetään patenttijulkaisussa US 4,901,307, "Spread Spectrum Multiple 20 Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters" ja patenttijulkaisussa US 5,103,459, "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System", joissa molemmissa on hakijana sama kuin tässä hakemuksissa ja : 25 jotka liitetään tähän viittauksella. Menetelmä CDMA- • · :,V matkaviestinyhteyksien toteuttamiseksi standardoitiin ·:1 Yhdysvalloissa Telecommunications Industry Asso- ·;··* ciationissa TIA/EIA/IS-95-A-standardissa, jonka otsik- .***. ko on "Mobile Station-Base Station Compatibility Stan- ,·1·. 30 dard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular * ·

System", johon tässä viitataan termillä IS-95.

... Yllä mainituissa patenteissa esitetään moni- * · *;·;1 pääsytekniikka, jossa suuri joukko matkaviestinkäyttä- 4 » .··1 jiä, joilla kullakin on lähetinvastaanotin, kommuni- 35 koivat satelliittitoistimien tai maatukiasemien kautta * .··1. (joita kutsutaan myös solutukiasemiksi tai soluasemik- • « · si) käyttäen koodijakomonipääsyisiä (CDMA) hajaspekt- • 1 · • · 1 • · » 2 ritietoliikennesignaaleja. Käyttämällä CDMA-tietoliikenneyhteyksiä, taajuusspektri voidaan uudelleenkäyttää useita kertoja, mikä mahdollistaa järjestelmän käyttäjäkapasiteetin kasvattamisen. CDMA-tekniikoiden 5 käyttö johtaa suurempaan spektritehokkuuteen, kuin mi tä voidaan saavuttaa käyttäen muita monipääsytekniikoita .

Menetelmä datan demoduloimiseksi samanaikaisesti eri etenemisreiteiltä yhdeltä tukiasemalta ja 10 datan demoduloimiseksi samanaikaisesti lähetettynä useammalta kuin yhdeltä tukiasemalta esitetään patenttijulkaisussa US 5,109,390 ('390-patentti), "Diversity Receiver in a CDMA Cellular Communication System", jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka 15 liitetään tähän viittauksella. '390-patentissa erik seen demoduloidut signaalit yhdistetään lähetetyn datan estimaatin muodostamiseksi, jolloin datalla on suurempi luotettavuus kuin yhdeltä reitiltä tai yhdeltä tukiasemalta vastaanotetulla datalla.

20 Kanavanvaihdot voidaan yleisesti jakaa kah teen kategoriaan — koviin kanavanvaihtoihin ja pehmeisiin kanavanvaihtoihin. Kovassa kanavanvaihdossa, kun matkaviestin jättää alkuperäisen tukiaseman ja siirtyy uudelle tukiasemalle, matkaviestin katkaisee < ;1; 25 yhteytensä alkuperäiseen tukiasemaan ja sen jälkeen M1 · muodostaa uuden tietoliikenneyhteyden uuteen tukiase- • · ♦ * 1 maan. Pehmeässä kanavanvaihdossa matkaviestin muodos- • · · *'**. taa tietoliikenneyhteyden uuteen tukiasemaan ennen kuin se katkaisee tietoliikenneyhteyden alkuperäiseen • · *···1 30 tukiasemaan. Täten pehmeässä kanavanvaihdossa matka- • 1 · viestin on yhteydessä sekä alkuperäiseen tukiasemaan että uuteen tukiasemaan jonkin aikaa.

• · ·

Pehmeässä kanavanvaihdoissa puhelujen menet- ·**’: täminen on paljon epätodennäköisempää kuin kovissa ka- ··♦ 35 navanvaihdoissa. Lisäksi, kun matkaviestin kulkee lä- • · · • · · hellä tukiaseman peittoalueen rajaa, se voi tehdä • · *·;·1 toistuvia kanavanvaihtoja vasteena pieniin ympäristön- * · « · · * 1 ♦ • · · 3 muutoksiin. Tätä ongelmaa, jota kutsutaan myös pallotteluksi, merkittävästi vähennetään pehmeällä kanavanvaihdolla. Pehmeän kanavanvaihdon prosessi kuvataan tarkemmin patenttijulkaisussa US 5,101,501, "Method 5 and System for Providing a Soft Handoff in Communications in a CDMA Cellular Telephone System", jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella.

Parannettu pehmeän kanavanvaihdon tekniikka 10 esitetään patenttijulkaisussa US 5,267,261, "Mobile Station Assisted Soft Handoff in a CDMA Cellular Communications System", joka hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella.

'261-patentin järjestelmässä pehmeää kanavanvaihtopro-15 sessia parannetaan mittaamalla "alustus"-signaalien voimakkuutta, jotka lähetetään kultakin tukiasemalta, matkaviestimessä. Nämä alustusvoimakkuuden mittaukset ovat apuna pehmeässä kanavanvaihtoprosessissa tunnistettaessa mahdollisia tukiaseman vaihtoehdokkaita.

20 Tukiasemaehdokkaat voidaan jakaa neljään joukkoon. Ensimmäiseen joukkoon, jota kutsutaan aktii-visjoukoksi, kuuluu tukiasemat, jotka sillä hetkellä ovat yhteydessä matkaviestimeen. Toiseen joukkoon, jota kutsutaan ehdokasjoukoksi, kuuluu tukiasemat, joi-25 den signaali on määritetty riittäväksi matkaviestimen »M · käytettäväksi, mutta jotka eivät ole sillä hetkellä i » · ' yhteydessä. Tukiasemat lisätään ehdokasjoukkoon, kun ****, niiden mitattu alustusteho ylittää ennalta määrätyn kynnyksen Tm®. Kolmas joukko tukiasemia muodostuu • · *···* 30 niistä tukiasemista, jotka ovat matkaviestimen lähei- • · · syydessä (ja jotka kuulu aktiivi joukkoon tai ehdokas- joukkoon) . Ja neljäs joukko on jäljelle jäävä joukko, ;***: joka käsittää kaikki muut tukiasemat.

··· ·"*: IS-95-standardissa tukiasemaehdokas määrite- ··· 35 tään sen alustuskanavan näennäiskohinasekvenssin (PN) • · · *♦* * vaihesiirrosta. Kun matkaviestin on hakutilassa mää- ··· « · *..· rittääkseen alustussignaalin voimakkuuden ehdokastu- • · • · · • · · • · » *···· • · 4 kiasemalta, se toteuttaa korrelaatiotoiminnan, jossa suoritettu vastaanotettu signaali korreloidaan joukkoon PN-offset-olettamia. Menetelmä ja laite korrelaatin toteuttamiseksi kuvataan tarkemmin patenttijul-5 kaisussa US 08/687,694, jätetty 26.7.1996, "Method and Apparatus for Performing Search Acquisition in a CDMA Communication System", jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella .

10 Etenemisviive tukiaseman ja matkaviestimen välillä ei ole tiedossa. Tämä tuntematon viive aiheuttaa tuntemattoman siirron PN-koodeissa. Hakuprosessi yrittää määrittää tuntemattoman siirron PN-koodeissa. Tämän tehdäkseen matkaviestin siirtää ajan suhteen et- 15 sin-PN-koodigeneraattoriensa lähtöä. Hakusiirron aluetta kutsutaan hakuikkunaksi. Hakuikkuna keskitetään suunnilleen PN-siirron olettamaan. Tukiasema lähettää matkaviestimelle viestin osoittaen PN-offsetit sen läheisyydessä olevien tukiasemien alustussignaaleissa.

20 Matkaviestin keskittää hakuikkunansa PN-olettamien ympärillä .

Ikkunan sopiva koko riippuu useista tekijöis- • :'j tä käsittäen alustuksen prioriteetin, hakuprosessorei- ··· · den nopeuden ja viiveen jakautumisen monireittisissä • · 25 signaaleissa. CDMA-standardit (IS-95) määrittävät kolli"· me hakuikkunaparametriä. Alustussignaalien haku sekä • · ... aktiivi- ja ehdokasjoukoissa katetaan hakuikkunalla • · **"* "A". Naapurijoukon alustussignaalit haetaan ikkunalla • · *···* "N" ja jäljelle jäävien tukiasemien alustussignaalit 30 ikkunalla "R". Hakuikkunan koot annetaan alla olevassa * · 1 • · · 1 *·*·* taulukossa 1, jossa alibitti on -.

.··*. J 1.2288MHz • « « · · • 11 a • a • · ··· • · ··· • · • « • · · ·· · • · · • » • · 5 SRCH_WIN_A Ikkunan koko SRCH_WIN_A Ikkunan koko SRCH_WIN_N (PN-alibittiä) SRCH_WIN_n (PN-alibittiä) SRCH WIN R___SRCH WIN R___ _0__4__8__60_ _1__6__9__80_ _2__8__10__100_ _3__10__11__130_ _4__14__12__160 _5__20__13__226 _6__28__14__320_ _7__40__15__452_

Taulukko 1

Ikkunan koon määrittäminen on kaupankäyntiä hakunopeu-den ja vahvan reitin menettämisen todennäköisyyden vä-5 Iillä sen jäädessä ikkunan ulkopuolelle.

Tukiasema lähettää matkaviestimeen sanoman, joka määrittää PN-olettamat, joita matkaviestimen pitäisi hakea suhteessa sen omaan PN-offsetiin. Esimerkiksi lähettävä tukiasema voi ohjata matkaviestintä 10 hakemaan alustussignaalia 128 PN-alibittiä sen oman PN-offsetin edellä. Matkaviestin vasteena asettaa sen etsindemodulaattorin 128 alibittiä edelle lähdön ali- , bittijaksossa ja hakee alustussignaalia käyttäen ha- • · !·· · kuikkunaa, joka on keskitetty suunnilleen määritellyl- • * · ***** 15 le offsetille- Kun matkaviestin on ohjattu hakemaan PN-olettamia saatavilla olevien resurssien määrittämi-*!'*! seksi kanavanvaihdon suorittamiseksi, on kriittistä, :***: että kohdetukiaseman PN-offset on lähellä määrättyä .***· offsetia. Haun nopeus on kriittinen tekijä lähellä tu- M* 20 kiaseman rajoja, koska viiveet tarpeellisten hakujen t···, suorituksessa voi johtaa menetettyihin puheluihin.

• ·

Yhdysvalloilla CDMA-järjestelmissä tukiaseman * · *;* synkronointi toteutetaan antamalla kullekin tukiase- • · * ϊ.ί 5 malle Global Positioning Satellite (GPS) -vastaanotin.

:***: 25 Kuitenkin on tapauksia, joissa tukiasema ei pysty vas- • * • * · • * * • * ···«· • · 6 taanottamaan GPS-signaalia. Esimerkiksi alikulkukäytävissä ja tunneleissa GPS-signaali vaimenee niin paljon, että niiden käyttö estyy tukiasemien tai mikrotu-kiasemien ajoitussynkronoinnissa. Esillä oleva keksin-5 tö tuo esiin menetelmän ja järjestelmän ajoitussynkronoinnin toteuttamiseksi näissä olosuhteissa, joissa osa verkkoa pystyy vastaanottamaan keskitetyn ajoitus-signaalin ja muodostamaan ajoituksen siitä ja osa tukiasemista ei pysty vastaanottamaan keskitettyä ajoi-10 tussignaalia.

Esillä oleva keksintö on uusi ja parannettu menetelmä ja laite tukiaseman ajoitussynkronoimiseksi, kun tukiasema ei pysty vastaanottamaan keskitettyä ajoitussignaalia verkossa, jossa jotkin tukiasemista 15 pystyvät vastaanottamaan keskitetyn ajoitussignaalin.

Referenssitukiasemalla on ajoitussynkronointi vastaanotettuna keskistetystä ajoitussignaalista tai muulla tavoin. Esimerkkisovelluksessa referenssitukiasema synkronoi käyttäen GPS-vastaanotinta. Aputukiasemilta 20 puuttuu synkronointiominaisuus, koska esimerkiksi ne eivät pysty vastaanottamaan keskitettyä ajoitussignaalia .

Esillä olevassa keksinnössä aputukiasema synkronoituu referenssitukiasemaan käyttäen matkavies- , 25 timeltä ja matkaviestimelle lähetettyjä sanomia pehme- • · · · ällä kanavanvaihtoalueella ref erenssitukiaseman ja * '** *t·, aputukiaseman välillä. Ensiksi kiertoaikaviive matka- *’**, viestimen ja ref erenssitukiaseman välille mitataan re- * * * ferenssitukiasemassa. Seuraavaksi aputukiasema hakee, '*·· 3 0 kunnes se saavuttaa matkaviestimen lähettämän signaa- • · ·

Iin, jota kutsutaan paluukanavasignaaliksi. Vasteena paluukanavasignaalin vastaanottoon, aputukiasema sää- tää sen ajoituksen siten, että matkaviestin voi vas- ·***: taanottaa sen signaalia, jota kutsutaan lähtökanavan ··· 35 signaaliksi. Tämä vaihe voi olla tarpeeton, jos ajoi- • * · *·„ tusvirhe aputukiasemassa ei ole paha.

·*· * » · » * · t * « • * · 7

Kun matkaviestin vastaanottaa signaali aputu-kiasemalta, matkaviestin mittaa ja raportoi aikaeron, joka kuluu signaalin kulkemiseen referenssitukiasemas-ta matkaviestimeen ja aputukiasemasta matkaviestimeen.

5 Viimeinen mittaus, joka tarvitaan, on aputukiaseman tekemä aikaeromittaus aputukiaseman vastaanottaman pa-luukanavasignaalin matkaviestimeltä ja aputukiaseman lähettämän signaalin matkaviestimeen välillä.

Joukko laskentoja, jotka kuvataan tässä yksilo tyiskohtaisemmin, toteutetaan mitatuille aika-arvoille aikaerojen määrittämiseksi aputukiaseman ja referens-situkiaseman välillä. Aputukiaseman ajoituksen säätö toteutetaan näiden laskentojen mukaisesti. On huomattava, että edullisessa sovelluksessa kaikki mainitut 15 mittaukset toteutetaan IS-95-mukaisen CDMA-tietoliikennejärjestelmän normaalin toiminnan aikana.

Esillä olevan keksinnön ominaisuudet, tavoitteet ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä viitaten oheisiin piirustuk-20 siin, joissa viitenumerot ovat kauttaaltaan samat ja joissa kuva 1 on lohkokaavio esittäen langattoman järjestelmän verkkokonfiguraatiota käsittäen referens-situkiaseman ja aputukiaseman; .·, 25 kuva 2 on diagrammi esittäen eri lähetyksiä matkaviestimen, synkronoidun tukiaseman ja synkronoi- * ^ mattoman tukiaseman välillä ja vastaavat aikajaksot; ·*·'. kuva 3 on vuokaavio esittäen menetelmää tu kiaseman, joka ei pysty vastaanottamaan keskitettyä • · 30 ajoitussignaalia, synkronointi seksi; ··· *...· kuva 4 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisesta matkaviestimestä; :***: kuva 5 on lohkokaavio esillä keksinnön mukai- ··· .***; sen matkaviestimen etsimestä; ··· 35 kuva 6 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön * · · '·* * mukaisen matkaviestimen liikennekanavamodulaattorista; ·· r • · • · *·* • * • · • · · • · *···* • · 8 kuva 7 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisesta tukiasemasta; kuva 8 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisen tukiaseman lähetysjärjestelmästä; ja 5 kuva 9 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisen tukiaseman vastaanotinjärjestelmästä.

I. Katsaus ajoitusvirheen laskentaan

Viitaten kuvioon 1, matkaviestin 60 on yhtey-10 dessä referenssitukiasemaan 62, kun se on karkeasti tukiaseman peittoalueen rajalla 61. Referenssitukiase-ma 62 on synkronoitu verkkoon käyttäen keskitettyä ajoitusjärjestelmää, kuten GPS-järjestelmää. Vastaavasti aputukiasema 64 ei ole synkronoitu keskitettyyn 15 ajoitusjärjestelmään riippumattomin välinein, kuten käyttäen GPS:ää, joka on saatavilla tukiasemalle 62. Tukiasemaohjain 66 reitittää puhelut yleisestä kytken-täisestä puhelinverkosta (PSTN) tukiasemaan 62 tai 64 käyttäen Tl-johtoa tai muita välineitä. Lisäksi taa-20 juussynkronointi toteutetaan aputukiasemaan 64 Tl-joh- tojen kautta.

Lyhyille aikajaksoille taajuussynkronointi voidaan toteuttaa hyväksyttävästi käyttäen Tl-johtoja menetelmillä, jotka ovat tunnettua tekniikkaa. Kuiten- , ·*· 25 kin on yleisesti ongelmia käytettäessä Tl-johtoa taa- *· · juusinformaation lähettämisessä. Nämä virheet johtavat *.·, ajoitusvirheisiin, jotka voidaan korjata käyttäen esillä olevaa keksintöä. Johtuen vaiheen ja taajuuden ··«·· v * suhteesta esillä olevan keksinnön vaiheenkorjaus voi • * *···* 30 käyttää vähemmän tarkkoja taajuuslähteitä tarvittaes- sa.

Viitaten kuvioon 2 esitetään lähetyksiä ja i**^ niitä vastaavia aikajaksoja, joita käytetään aputu- ·'**; kiaseman 64 synkronointiin ajoitussynkronoinnissa ole- M* 35 van referenssitukeaseman 62 kanssa. Signaalireitti 500 « · » *;* * esittää lähtökanavasignaalin lähetystä referenssitu- 9 · kiasemasta 62 matkaviestimeen 60. Aikajakso, jonka ai- • · # · ·

\V

···♦· • · t 9 kana lähetykset toteutetaan nimetään τχ. Matkaviestimessä 60 paluukanavan kehyslähetykset aikakohdistetaan lähtökanavan kehysten saapumiseen. Tämä aikakohdistus on standardoitu IS~95:ssä ja liittyy sen mukaisesti 5 suunniteltuun laitteistoon. Siksi on ymmärrettävä, että menetelmät ja laitteet tämän kohdistuksen toteuttamiseksi ovat tunnettua tekniikkaa.

Lähetys 502 johtaa paluukanavan kehyksen lähetyksen matkaviestimeltä 60 referenssitukiasemaan 62. 10 Aika signaalin 500 kulkemiseen tukiasemalta 62 matkaviestimeen 60 (xx) on yhtä suuri kuin aika, jonka signaali 502 kulkee matkaviestimestä 60 tukiasemaan 62 ( j myös tjj . Koska tukiasema 62 tietää ajan, jolla se lähetti signaalin 500 ja tietää ajan, jolla se vastaan-15 otti signaalin 502, tukiasema 62 voi laskea kiertoai-kaviiveen (RTD1) , joka on ensimmäinen tarvittava arvo laskettaessa aikavirhettä (τ0'-τ0).

Signaalireitti 504 on paluukanavan signaalin lähetys matkaviestimeltä 60 kulkien eri etenemisreit-20 tejä aputukiasemaan 64. Aika, joka kuluu signaalilta 504 matkaviestimeltä 60 aputukiasemaan 64, merkitään x2:lla. Aika, jolla paluukanavasignaali 504 saavuttaa tukiaseman 64, on merkitty T2:lla. Aika, joka kuluu lähtökänavasignaalilta 506 tukiasemalta 64 matkavies-25 timeen 60, on myös τ2. Lisäksi aputukiasema 64 voi mi-: tata aikaeron sen vastaanottaman paluukanavasignaalin :Vl matkaviestimeltä 60 ja sen lähettämän lähtökanavasig- • · naalin matkaviestimelle 60 välillä. Tätä aikaeroa ni- “**. metään arvolla RTD2. Näiden aikojen tunteminen mahdol- 30 listaa aikavirheen (x0'-xn) laskennan. Menetelmä aika- virheen Xq' laskemiseksi kuvataan alla.

:***: Ensiksi voidaan huomata kuviosta 2, että: «»· t...# T2 = τχ + x2, ja (l) *' 35 X, + ΔΤ = T ' + T2 (2) • * • · ♦ ··> Käyttämällä yhtälöiden (1) ja'(2) termejä huomataan: ···· ««· • · • · ·#· * ·· • · i ·« « « • · · • M • · 10 T2 + ΔΤ = To' + 2 τ2 (3) 2 τ2 = Τ2 - Τ0' + ΔΤ (4) 5 Merkintöjen yksinkertaistamiseksi uusi muuttuja RTD2 määritetään: RTD2 = T2 - To' (5) 10 Kuviosta 2 voidaan huomata, että:

RWl AT

t2 = -L + (6) 2 2 T2 = Tq + Ti + T2 (7) 15 Siksi, T2 - T0 = Ti + t2, ja (8) RTD2 = 2 T2 - ΔΤ 2 0 Korvaamalla voidaan huomata, että aikavirhe (T01 - T0) on yhtä suuri kuin:

To1 - T0 = τι - τ2 + ΔΤ (9) τ0· - t0 - t, - [^- + ~1 + ΔΓ (ίο) * * * -* RTD, RTD2 AT , ··· 25 To' - To = -1--- +- (11) 2 2 2 *:··: RTD< +AT-RTD2 , x

To' - T0 = -!---L (12)

: : 2 fM

»·» • · » · • · ·

Kun tukiasema 64 tietää sen ajoitusvirheen (T0' - T0) , .... se säätää ajoituksensa synkronoituakseen tukiaseman 62 • · 30 ajoitukseen. Näissä mittauksissa voi olla virhettä,

* S

•y joten edullisessa sovelluksessa monet mittauksista :T: toistetaan ajoituskorjauksen tarkkuuden varmistamisek- si.

·** • * » i < • * * • · ····# « · 11

Menetelmä ja laite kunkin tarpeellisen aika-arvon mittaamiseksi yhtälöön (12) kuvataan seuraavak-si.

5 II. Kiertoaikaviiveen (RTDx) mittaus

Kuva 3 on vuokaavio, joka esittää esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää aputukiaseman 64 synkronoimiseksi referenssitukiaseman 62 ajoitukseen. Vaiheessa 3000 synkronointi aloitetaan matkaviestimes-10 sä 60 olevassa yhteydessä referenssitukiasemaan 62 ja alueella, jossa se voi muodostaa yhteyksiä aputukiase-maan 64. Vaiheessa 302 kiertoaikaviive (RTDi) signaalille referenssitukiasemasta 62 matkaviestimeen 60 ja takaisin matkaviestimeltä 60 referenssitukiasemaan 62 15 mitataan. Tämä tehdään kohdistamalla kehysrajat matka viestimen vastaanottamilla kehyksillä kehysrajoihin, jotka lähetetään matkaviestimellä 60. Menetelmä ja laite tämän kohdistumisen tekemiseksi on tunnettua tekniikkaa. Täten kiertoaikaviive (RTDi) mitataan ai-20 kaerona referenssitukiaseman 62 lähettämien kehysten lähdöstä ja referenssitukiaseman 62 matkaviestimeltä 60 vastaanottamien kehysten alusta.

Viitaten kuvaan 4, lähtökanavan datakehykset referenssitukiasemalta 62 vastaanotetaan antenniin 2 i 25 ja annetaan duplekserin 3 kautta vastaanottimeen • · -4ί/ (RCVR) 4. Vastaanotin 4 alasmuuntaa, suodattaa ja vah- •|* vistaa vastaanotetun signaalin ja antaa sen etsimelle .;·*· 50 ja liikennedemodulaattoreille (TRAFFIC DEMODS) 54.

.···, Etsin 50 etsii alustuskanavia referenssitukiaseman 62 • · #*··. 30 antaman naapuriluettelon mukaisesti. Naapuriluettelo annetaan signalointidatana liikennekanavalla referens- #i. situkiasemalta 62. Signaali osoittaen vastaanotettujen *♦·· kehysten alun referenssitukiasemalta 62 annetaan ohja- • *##· ** ...* usprosessorille 55. Ohjausprosessori 55 generoi ja an- .*j*j 35 taa aikakohdistussignaalin liikennemodulaattorille 58, ,··*. joka kohdistaa matkaviestimen 60 lähettämien kehysten *M* • » ·

» I

*··*♦ • · 12 alun matkaviestimessä 60 vastaanotettujen kehysten alkuun .

Datakehykset käyttäjän matkaviestimeltä 60 annetaan liikennemodulaattorille 58, joka vasteena 5 ajoitussignaaliin ohjausprosessorilta 55 aikakohdistaa lähettimen (TMTR) 56 kautta lähetetyt kehykset, jotka vastaanotetaan matkaviestimellä 60 referenssitukiase-malta 62. Paluukanavakehykset ylösmuunnetaan, suodatetaan ja vahvistetaan lähettimellä 56, jonka jälkeen ne 10 annetaan duplekserin 3 kautta lähetettäväksi antennin 2 läpi.

III. Matkaviestimen vastaanotto aputukiasemalla

Kuva 6 esittää matkaviestimen 60 liikenne-15 kanavamodulaattoria 58. Datakehykset annetaan kehys-muotoilijaan 200. Esimerkkisovelluksessa kehysmuotoi-lija 200 generoi ja liittää joukon säännöllisiä tarkistusbittejä (CRC) ja generoi joukon lopetusbittejä. Esimerkkisovelluksessa kehysmuotoilija 200 seuraa ke-20 hysmuotoprotokollaa, joka on standardoitu IS-95:ssä ja joka kuvataan yksityiskohtaisesti patenttijulkaisussa US 5,600, 754,. "Method and System for the Arrangement of Vocoder Data for the Masking of Transmission Chan- : nel Induced Errors", jossa hakijana on sama kuin tässä ··· · 25 hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella.

Muotoiltu data annetaan kooderiin 202, joka ***. koodaa datan virheenkorjausta ja tunnistusta varten.

Esimerkkisovelluksessa kooderi 202 on konvoluutiokoo- • m deri. Koodatut datamerkit annetaan limittäjään 204, 30 joka uudelleenjärjestää merkit ennalta määrätyn limi-tysmuodon mukaisesti. Uudelleenjärjestelyt merkit an-netaan Walsh-sovittimeen 206. Esimerkkisovelluksessa • · ·

Walsh-sovitin 206 vastaanottaa kahdeksan koodattua • · *·*·* merkkiä ja sovittaa merkkijoukon 64 alibitin Walsh- :***: 35 sekvenssiin. Walsh-merkit annetaan hajautusvälineille *.·.· 208, jotka hajauttavat Walsh-merkit pitkän hajautus- koodin mukaisesti. Pitkä-PN-koodigeneraattori 210 ge- * · neroi näennäiskohina (PN) sekvenssin, joka hajauttaa M · * · · • · • · 13 datan ja erottaa datan paluulinkkilähetetystä datasta muilta läheisiltä matkaviestimiltä.

Esimerkkisovelluksessa data lähetetään kvar-täärivaihesiirron siirtomoduloinnin (QPSK) muodon mu-5 kaisesti, jolloin I- ja Q-kanavat hajautetaan lyhyen PN-sekvenssin mukaisesti. Hajautettu data annetaan ha-jautusvälineille 214 ja 216, jotka hajauttavat datan toistamiseen lyhyen PN-sekvenssin, joka muodostetaan PN-generaattoreilla (PNi ja PNQ) 212 ja 218 vastaavas-10 ti, mukaisesti.

Vaiheessa 304 aputukiasema 64 vastaanottaa paluukanavasignaalin, jonka matkaviestin 60 lähettää. Tukiasemaohjain 66 lähettää signaalin aputukiasemaan 64 osoittaen PN-koodioffsetin, jota matkaviestin 62 15 käyttää hajauttaessaan paluukanavasignaaliaan. Vasteena tähän signaaliin tukiasemaohjaimelta 66 aputukiasema 64 toteuttaa haun matkaviestimelle 60, joka on keskitetty suunnilleen PN-offsetiin, joka osoitetaan signaalilla tukiasemaohjaimelta 66.

20 Esimerkkisovelluksessa aputukiasema 64 lataa sen etsimiin pitkäkoodi-PN-generaatorin 106 ja sen lyhyt koodi-PN-generaattorin 108 ja 110 (esitetään kuviossa 9) tukiasemaohjaimelta 66 saadun signaalin mukai-. sesti. Aputukiaseman 64 hakuprosessi kuvataan tässä 25 tarkemmin tuonnempana.

*.1.1 Kuva 7 esittää aputukiasemaa 64. Aputukiase- ..1·1 massa 64, vastaanotetaan signaali tukiasemaohjaimelta ·;··: 60, joka ilmaisee matkaviestimen PN:n. Tämä sanoma an- .2·, netaan ohjausprosessorille 100. Vasteena siihen ohja- #··^ 30 usprosessori 100 laskee ikkunahakualueen, joka on kes- • « "1 kitetty tietylle PN-offsetille. Ohjausprosessori 100 antaa hakuparametrit etsimeen 101 ja vasteena paramet- \V reille aputukiasema 64 etsii matkaviestimen 60 lähet- ··« tämää signaalia. Antennilla 102 vastaanotettu signaali ,···, 35 aputukiasemassa 64 annetaan vastaanottimeen 104, joka · alasmuuntaa, suodattaa ja vahvistaa vastaanotetun sig- • · m * 0 · • · • · • · · · « 2 * · · • · • · 14 naalin ja antaa sen etsimeen 101. Lisäksi vastaanotettu signaali annetaan liikennedemodulaattorille 105, jotka demoduloivat paluukanavan liikennedataa ja antavat datan tukiasemaohjaimelle 60. Tukiasemaohjain 66 5 vuorostaan antaa sen PSTNrään.

Kuva 9 esittää etsintä 101 yksityiskohtaisemmin. Paluukanavasignaalin demodulaatio esitetään tarkemmin patenttijulkaisussa US 08/372,632, jätetty 13.1.1995, "Cell Site Demodulator Architecture for a 10 Spread Spectrum Multiple Access Communication System" ja patenttijulkaisussa US 08/316,177, jätetty 30.9.1994, "Multipath Search Processor for a Spread Spectrum Multiple Access Communication System", joissa molemmissa on hakijana sama kuin tässä hakemuksessa ja 15 jotka liitetään tähän viittauksella. Estimaatti matkaviestimen 60 PN-offsetistä annetaan ohjausprosessoriin 100 tukiasemaohjaimelta 66. Vasteena PN-offsetesti-maattiin, joka annetaan tukiasemaohjaimella 60, ohja-usprosessori 100 generoi alkuperäisen pitkän PN-sek-20 venssiolettaman ja alkuperäisen lyhyen PN-sekvenssi-olettaman haulle, joka suoritetaan aputukiasemalla 64. Esimerkkisovelluksessa ohjausprosessori 100 lataa PN-generaattoreiden 106, 108 ja 110 siirtorekisterit.

· Antennilla 102 vastaanotettu signaali alas- :V: 25 muunnetaan, suodatetaan ja vahvistetaan ja siirretään ··· korrelaattoriin 116. Korrelaattori 116 korreloi vas- ···» taanotetun signaalin yhdistettyihin pitkään ja lyhyeen ,···. PN-sekvenssiolettamiiin. Esimerkkisovelluksessa PN- I ♦ sekvenssiolettamat generoidaan kertomalla lyhyet PN- **** 30 olettamat, jotka generoidaan PN-generaattorilla 108 ja 110 pitkällä PN-sekvessillä, joka generoidaan PN-gene- ·...' raattorilla 106. Yksi yhdistetyistä PN-sekvenssiolet- ··* tamista on käytössä I- kanavan yhdistämiseen ja muita käytetään yhdistämään Q-kanava vastaanotetussa QPSK- #···. 35 signaalissa.

• ♦ T Kaksi PN-yhdistettyä signaalia annetaan no- • · peille Hadamard-muunnosprosessoreille (FHT) 118 ja 15 120. Nopeiden Hadamard-muunnosprosessoreiden suunnittelu ja toteutus kuvataan tarkemmin patenttijulkaisussa US 08/173,460, jätetty 22.12.1993, "Method and Apparatus for Performing a Fast Hadamard Transform", 5 jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella.

FHT-prosessorit 118 ja 120 korreloivat yhdistetyt signaalit kaikilla mahdollisilla Walsh-merkeillä muodostaakseen resultanttiamplitudimatriisin teholas-10 kentavälineille (I2+Q2) 122. Teholaskentavälineet 122 laskevat amplitudimatriisielementtien tehon ja antavat tehoarvot maksimitunnistimelle 124, joka valitsee mak-simitehokorrelaation. Maksimikorrelaatiotehot annetaan keräimelle 125, joka kerää tehot suurelle määrälle 15 Walsh-merkkejä ja perustuen näihin kerättyihin tehoihin, päätetään, voidaanko matkaviestimeltä 60 vastaanottaa tällä PN-offsetilla.

IV. Alkuperäinen ajoituksen säätö aputukiasemalla 20 Kun matkaviestin 60 on hankittu, sitten, vai heessa 306, aputukiasema 64 säätää ajoitustaan siten, että matkaviestin 60 pystyy onnistuneesti hankkimaan lähtölinkkilähetyksensä. Aputukiasema 64 laskee alku- • * ;#i : peräisen ajoitussäädön määrittämällä eron PN-offsetin, ·*;*: 25 jolla se vastaanottaa paluukanavasignaalia matkavies- • m timeltä 60, ja PN-offsetin, jota referenssitukiasema käytti vastaanottamaan paluukanavasignaalia matkavies-timeltä 60, välillä. Käyttäen tätä PN-offseteroa apu- • · *··♦* tukiasema 64 säätää sen alutussignaalin ajoituksen si- »tt 30 ten, että kun matkaviestin 60 etsii sen alustussignaa-lia, se on matkaviestimen 60 hakuikkunassa.

• « • · · • « * f · .···, V. Aputukiaseman vastaanotto matkaviestimellä ···

Haettaessa matkaviestimen signaalia aputukiaseman 64 '**! 35 on tiedettävä ajasta jotain. Edullisessa sovelluksessa aputukiaseman 64 aikavirhe pidetään 1 ms:ssa tai alle ;***; käyttämällä vaihtoehtoisia synkronointikaavioita. Nämä • · · kaaviot, jotka mahdollistavat aputukiaseman 64, joka • · * 16 ei pysty vastaanottamaan GPS-signaalia, pitämään ajan riittävällä tasolla. Eräs mahdollinen menetelmä alkuperäisen synkronoinnin saavuttamiseksi on manuaalisesti asettaa aputukiaseman 64 aika tietyin aikavälein.

5 Toinen menetelmä on asettaa aika käyttäen WWV- vastaanotinta, jonka toteutus on tunnettua tekniikkaa. Toisin kuin GPS-signaali, keskitetty WWV-ajoitussignaali lähetetään erittäin alhaisella taajuudella ja se pystyy tunkeutumaan tunneleihin ja alikul-10 kuihin. Kuitenkin WWV-vastaanottimet eivät pysty muodostamaan aikasynkronoinnin astetta, joka tarvitaan CDMA-tietoliikenneyhteyksissä.

Esimerkkisovelluksessa aputukiasema 64 säätää ajoituksensa olettaen, että matkaviestin 60 sijaitsee 15 aputukiaseman 64 välittömässä läheisyydessä. Täten alustava ajoitussäätö tehdään olettaen, että aputukiaseman 64 ja matkaviestimen 60 välillä ei ole etene-misviivettä. Tämän jälkeen, aputukiasema 64 säätää PN-sekvenssigeneraattorinsa 72 ja 74 eteenpäin ajan suh-20 teen, joka tarkoittaa suurempia ja suurempia etenemis-viiveaikoja aputukiaseman 64 ja matkaviestimen 60 välillä. Kun matkaviestin 60 on vastaanottanut aputukiaseman 64 alustuskanavan, niin käyttäen normaaleja ; menettelytapoja aputukiaseman 64 ajoitus voidaan lo- » · *".* 25 pullisesti säätää yllä kuvattujen laskelmien mukaises- * * * • · ti.

Kuten on tunnettua ja standardoitua IS-"** 95:ssä, eri tukiasemien alustuskanavat erotetaan toi- sistaan niiden PN-generaattorien vaiheella. Referens- ·*· .·**. 30 situkiasema 62 ohjaa matkaviestintä hakemaan aputu- kiasemaa 64 naapuriluettelon kautta. Referenssitu- , . kiasema 62 osoittaa signalointidatalla, että aputu- • · · *·*·* kiaseman alustussignaali voidaan vastaanottaa PN-vai- ·· heoffsetilla, joka on kuvattu suhteessa vastaanotet- .···. 35 tuun referenssitukiaseman 62 PN~of f setiin. Tämä sanoma • · demoduloidaan ja dekoodataan liikennedemodulaattorilla • · »·· • · • · ··· • · · • · · • m · 17 54 ja annetaan etsimeen 50. Vasteena etsin 50 suorittaa PN-vaiheoffsetin ympärillä haun suunnilleen PN-vaiheessa, joka osoitetaan referenssitukiaseman 62 lähettämällä signaalilla.

5 Tyypillisesti alustussignaali generoidaan li neaarisella takaisinkytkentäsiirtorekisterillä, jonka toteutus kuvataan yksityiskohtaisemmin yllä mainituissa patenteissa. Alustussignaalin vastaanottamiseksi aputukiasemalta 64 matkaviestimen 60 on synkronoidut-10 tava vastaanotetuille signaaleille aputukiasemalta 64 sekä vaihe, φ, ja taajuuden, ω, suhteen. Etsimen toiminnan tavoitteena on löytää vastaanotetun signaalin vaihe, φ. Kuten aikaisemmin kuvattiin, suhteellisen tarkka taajuussynkronointi voidaan toteuttaa aputu-15 kiasemaan 64 käyttäen Tl-linkkiä tukiasemaohjaimelta 66 tunnetun tekniikan mukaisesti. Menetelmä, jolla matkaviestin löytää vastaanotetun signaalin vaiheen, on testata joukko vaiheolettamia, mitä kutsutaan ha-kuikkunaksi ja määrittää, onko jokin offsetolettamista 20 oikea.

Kuva 5 esittää matkaviestimen etsimen 50 tarkemmin. Hajaspektrisignaali vastaanotetaan antennissa 2. Laitteen tarkoituksena on vahvistaa synkronointia | näennäiskohinasekvenssien (PN), jotka generoidaan PN- 25 generaattorilla 20, ja vastaanotetun hajaspektrisig- • · .j. naalin, joka hajautetaan identtisellä PN-sekvensseillä ···· tuntemattomassa vaiheessa, joka lähetetään aputukiase- * · ... maila 64, välillä. Esimerkkisovelluksessa sekä alus- • · tussignaaligeneraattori 76 (kuva 7) ja PN-generaattori • 1 '·** 30 20 ovat maksimimittaisia siirtorekisterejä, jotka ge neroivat PN-koodisekvenssit alustussignaalien hajaut- ψ · · tamiseksi ja yhdistämiseksi vastaavasti. Täten synk- • · · ronoinnin saavuttaminen käytettävien koodien välillä vastaanotetun alutussignaalin ja sen PN-hajautuskoodin • · · 35 yhdistämiseksi käsittää siirtorekisterin aikaoffsetin • · ’!1 määrittämisen.

• · • · · i » · • · · 18

Hajaspektrisignaali annetaan antennilla 2 vastaanottimeen 4. Vastaanotin 4 alasmuuntaa, suodattaa ja vahvistaa signaalin ja antaa signaalin kokooja-elementtiin 6. Yhdistyselementti 6 kertoo vastaanote-5 tun signaalin PN-koodilla, joka generoidaan PN- generaattorilla 20. Johtuen satunnaisesta kohinasta, joka on luonteeltaan PN-koodeja, PN-koodin ja vastaanotetun signaalin tulon pitäisi olla nolla, paitsi synkronointipisteessä.

10 Etsinohjain 18 antaa offsetolettaman PN-gene- raattoriin 20. Offsetolettamat määritetään referenssi-tukiasemaan 62 matkaviestimen 60 lähettämän signaalin mukaisesti. Esimerkkisovelluksessa vastaanotettu signaali moduloidaan kvartäärivaihesiirrolla (QPSK), jo-15 ten PN-generaattori 20 antaa PN-sekvenssin I-modulaa-tiokomponenttia varten ja erillisen sekvenssin Q-modu-laatiokomponenttia varten yhdistyselementtiin 6. Yhdistyselementti 6 kertoo PN-sekvenssin sitä vastaavalla modulaatiokomponentilla ja antaa kaksi lähtökompo-20 nenttituloa koherenttikeräimille 8 ja 10.

Koherenttikeräimet 8 ja 10 summaavat tulon tulosekvenssin yli. Koherenttikeräimet 8 ja 10 vastaavat signaaleihin hakuohjaimelta 18 uudelleenasettaak- • seen, lukitakseen ja asettaakseen suramausjakson. Tulo-··· · 25 jen summat annetaan summaimilta 8 ja 10 neliöintiväli- • · * *1 neille 14. Neliöintivälineet 14 neliöivät kunkin sum- 999 man ja lisäävät neliöt yhteen.

• * Neliöiden summa annetaan neliöintivälineillä 12 ei- ··· *.„i koherenttiin yhdistäjään 14. Ei-koherentti yhdistäjä 30 14 määrittää tehoarvon neliöintivälineiden 12 lähdös- ·*♦ tä. Ei-koherentti summain 14 pyrkii vähentämään taa-juuseroavuuksien vaikutuksia tukiaseman lähettämän kellon ja matkaviestimen vastaanottaman kellon välillä • 9 *···* ja avustaa tunnistusstatistiikassa häipyvässä ympäris- ;**’· 35 tössä. Ei-koherentti summain 14 antaa tehosignaalin • ia vertailuvälineille 16. Vertailuvälineet 16 vertaavat • * . tehoa ennalta määrättyyn kynnykseen, joka saadaan haun 9 9· ohjausvälineiltä 18. Tulokset kustakin vertailusta an-!*·": netaan takaisinkytkentänä hakuohjaimeen 18. Tuloksien 19 takaisinkytkentä hakuohjaimeen 18 käsittää sekä korre-lointitehon ja PN-offsetin, joka saatiin mittauksessa.

Esillä olevassa keksinnössä hakuohjain 18 antaa lähtöön PN-vaiheen, jolla se synkronoitiin tu-5 kiasemaan 64. Tätä offsetia käytetään laskettaessa ai-kavirhettä, kuten tässä edelleen kuvataan.

Esimerkkisovelluksessa, kun matkaviestin 60 vastaanottaa aputukiasemalta 64, se laskee aputukiase-malta vastaanotetun signaalin ja referenssitukiasemal-10 ta 62 vastaanotetun signaalin välisen eron. Tämä arvo annetaan sanomageneraattoriin 52, joka generoi sanoman osoittaen eron. Sanoma lähetetään signalointidatana paluukanavalla referenssitukiasemaan 62 ja aputukiase-maan 64, joka lähettää sanoman takaisin tukiasemaoh-15 jaimelle 66.

VI. Viiveen mittaus lähtökanavasignaalilähetyksen apu-tukiasemalta ja paluukanavasignaalin vastaanoton apu-tukiasemalla välillä 20 Vaiheessa 311 aputukiasema 64 mittaa aikaeron aputukiaseman vastaanottaman paluukanavasignaalin matkaviestimeltä 60 (T2) ja aputukiaseman lähettämän läh-tökanavasignaalin matkaviestimeen 60 (Ί\) välillä.

: ,·, Aputukiasema 64 tallentaa PN-offsetin sillä ajanhet- • # · "V 25 kellä, kun se lähettää lähtökanavasignaalinsa ja tun- • « · *·*;* nistettuaan paluukanavasignaalin matkaviestimeltä 60 ··· ···! laskee aikaeron RTD2. Esimerkkisovelluksessa tämä las- ***** kettu ero annetaan aputukiasemalta 64 tukiasemaoh- :***: jaimeen 66 ja aikasäädön laskenta toteutetaan tukiase- ·♦· .**·. 30 massa 64. On ymmärrettävä, että esillä oleva keksintö voidaan helposti laajentaa tilanteeseen, jossa lasken-., nat toteutetaan tukiasemissa tai matkaviestimissä.

• t · » » » • · :...· VII. Aputukiaseman aikasäätö ♦ ·· : · 35 ··· • · ♦·· • · • · ··· #· t • · · • « • * 20

Tukiasemaohjain 66 vasteena toteuttaa laskennan, joka kuvataan yhtälössä (12) ja lähettää tarpeellisen ajoitussäädön tunnisteen aputukiasemaan 64. Viitaten uudelleen kuvaan 7, ajoitussäätösignaali vas-5 taanotetaan aputukiasemalla 64 ohjausprosessorissa 100. Ohjausprosessori 100 generoi ja antaa ohjaussignaalin hajautussäätöprosessorille 99. Ajoitussäätöpro-sessori 99 generoi signaalin, joka muuttaa ajoitusläh-teen 98 aikaa tukiasemaohjaimelta 66 saadun signaalin 10 osoittamalla määrällä.

VIII. Aikasiirto, kun ei olla pehmeässä kanavanvaihdossa

Yllä oleva säätöproseduuri on pätevä tilan-15 teessä, jossa matkaviestin 60 on pehmeässä kanavanvaihdossa (eli, kun matkaviestin on muodostanut yhteydet sekä referenssitukiasemaan 62 ja aputukiasemaan 64) . Yhteyksien muodostaminen sekä referenssitukiasemaan ja aputukiasemaan mahdollistaa referenssitukiase-2 0 man 62 määrittää RTDj:n ja aputukiasema 64 määrittää RTD2:n. Arvoista RTDi ja RTD2 voidaan muodostaa aika-virheen T0'-estimaatti. Kuitenkin keksinnön erään so-,·, velluksen mukaisesti aputukiasema 64 voidaan synkro- • · i *IV noida referenssitukiasemaan 62 seuraavalla tavalla, * · # • « · * * 25 kun matkaviestin 60 ei ole yhteydessä sekä referenssi- ««· •••! tukiasemaan 62 ja aputukiasemaan 64.

**··· 1 * Olettaen, että matkaviestin 60 on yhteydessä «·· referenssitukiasemaan 62, arvo RTDi voidaan määrittää ··* yllä kuvatulla tavalla. Lisäksi matkaviestin 60 ja re- 30 ferenssitukiasema 64 ovat edullisesti yhteydessä tu- .'**· kiasemaohjaimen 66 kautta. Pitkä PN-koodi, jolla mat- .·*·, kaviestin 60 hajauttaa sen paluukanavalähetyksen refe- *·* renssitukiasemaan 62, on tiedossa referenssitukiase- ···

• I I

*.* * massa 62. Esillä olevan keksinnön mukaisesti referens- • 9« *„.· 35 situkiasema 62 lähettää pitkän PN-koodin aputukiase- * maan 64 tukiasemaohjaimen 66 kautta. Lisäksi käyttäen tietoliikennereittiä tukiasemaohjaimen 66 kautta refe- • * 21 renssitukiasema 62 lähettää aputukiasemaan 62 luettelon RTDi-arvoista, jotka kukin liittyvät yhteen pitkään PN-koodiin, jota käytetään yhdellä matkaviestimellä 60 matkaviestimen 60 lähettämän paluukanavan ha-5 jauttamiseen yhteydessä referenssitukiasemaan 62. On ymmärrettävä, että jokainen matkaviestin 60 liittyy yhteen tiettyyn pitkään PN-koodiin ja RTDi-arvoon. Aputukiasema 64 sen jälkeen käyttää pitkää PN-koodi-informaatiota yrittäessään vastaanottaa yhtä tai use-10 ampaa paluukanavalähetystä matkaviestimeltä 60. Koska matkaviestimet 60 eivät ole pehmeässä kanavanvaihdossa, tukiaseman 64 vastaanottama signaali matkaviestimeltä 60 on heikko. Siksi aputukiasema 64 tyypillisesti vastaanottaa suuren määrän PN-alibittejä tunnis-15 taakseen matkaviestimen 60, jota palvellaan referens-situkiasemalla 62.

Aputukiasema 64 hakee matkaviestimiä 60 yhtä kerrallaan perustuen pitkiin PN-koodeihin, jotka apu-tukiasema 64 vastaanotti referenssitukiasemalta 62. 20 Siksi, jos normaalin ajan kuluessa aputukiasema 64 ei onnistu tunnistaa paluukanavalähetyksiä ensimmäiseltä matkaviestimeltä, niin aputukiasema 64 ryhtyy hakemaan toisen matkaviestimen 60 paluukanavalähetyksiä. Kek- * · sinnön erään sovelluksen mukaisesti referenssitukiase- !i ! 25 ma 62 avustaa määrittäessään, mikä matkaviestimistä 60 • « ·1· aputukiasema 64 todennäköisimmin pitäisi tunnistaa.

·»·1 Tämä tehdään edullisesti määrittämällä matkaviestimien • · .·1·. 60 etäisyys referenssitukiasemasta 62. Lisäksi infor- maatio liittyen sektoriin, jolta kukin matkaviestin 60 • · *** 30 lähettää, on käytössä. Tällöin, jos matkaviestin on suhteellisen pitkällä referenssitukiasemasta (kuten 1 '···' esitetään esimerkiksi informaatiolla, joka liitetään toteutettaessa tehonohjausalgoritmia) , ja matkaviestin 60 on sektorilla, joka on aputukiaseman 64 vieressä, v ,·**. 35 niin on erittäin todennäköistä, että matkaviestin 60 *·1 tunnistetaan aputukiasemalla 64. On selvää, että refe- • · V.* renssitukiaseman 62 avustaessa määrittäessä, mitkä · 22 matkaviestimet 60 ovat todennäköisimmin tunnistettavissa aputukiasemalla 64, vähennetään aputukiaseman tarvitsemaa aikaa matkaviestimen tunnistamisessa.

Kun aputukiasema 64 on vastaanottanut lähe-5 tykset matkaviestimeltä paluukanavalla, aputukiasema 64 määrittää paluukanavalähetyksen T2 saapumisajan ja saa τ2:η estimaatin (viive matkaviestimeltä 60 aputu-kiasemaan 64, jota merkitään arvolla γ2. Aputukiasema 60 sen jälkeen määrittää arvon T0' = T2 - (γ2 + Ti) = T2 10 - (γ2 + RTD1/2) . On huomattava, että arvoa γ2 ei mitata suoraan. Jos matkaviestimen 60 paikka on tunnettu, niin γ2 voidaan arvioida perustuen matkaviestimen 60 ja aputukiaseman 64 etäisyyteen, koska aputukiaseman etäisyys tunnetaan. Jos matkaviestimen paikka 60 ei 15 tiedossa, γ2 voidaan arvioida taulukosta tai tietokannasta perustuen kokemukseen. Tällöin reittihäviö matkaviestimen ja aputukiaseman 64 välillä voidaan käyttää γ2 estimointiin. Reittihäviö voidaan määrittää mittaamalla teho, joka lähetetään ja vastaanotetaan apu-20 tukiasemassa 64. Vaihtoehtoisesti matkaviestimessä 60 vastaanotetun signaalin voimakkuus (kuten alustussig-naalin, joka lähetetään aputukiasemalta 64 ja vastaanotetaan matkaviestimellä 60) voidaan käyttää reittihä-: viön määrittämiseen matkaviestimen 60 ja aputukiaseman • · V.· 25 64 välillä. Sellaisessa keksinnön sovelluksessa matka- •j* viestin 60 lähettää tunnisteen vastaanotetun signaalin ·;··; voimakkuudesta aputukiasemaan paluukanavalla.

.***. Aikavirhe vastaa arvoa γ2 miinus x2. Siksi ai- ··· ,···. kasiirron tarkkuus liittyy suoraan γ2:η tarkkuuteen.

• # 30 Estimaatti on tyypillisesti tarkkuudella, joka on pie- ... nempi kuin solun säde. Tällöin γ2:η estimaatin ja to- • · dellisen γ2:η ero on pienempi kuin solun säde. Täten • · ···' solussa, jonka säde on K-mailia, ajoitusvirhe johtuen ·*;*· τ2 : sta on noin 5 K μβ .

• .*··. 35 Huolimatta γ2:η estimaatin epätarkkuudesta, • · * tämä menetelmä ajan siirtämiseksi voi tarjota paremman * · * V.* ajoituksen, kuin voidaan muodostaa monilla muilla me- M··* • · 23 menetelmillä, kuten takaisinkytkennällä. Siksi 72:n estimoiminen esillä olevan keksinnön mukaisesti, kuten yllä kuvataan, voi vähentää hakuikkunan kokoa ja täten varmistaa, että ikkunat eivät ole liian suuria. Esillä 5 oleva keksintö myös tarjoaa ajoituksen, joka on riittävän tarkka niin, että vastaanotetut signaalit kahdelta tukiasemalta eivät saavu samalla alustus-PN-vai-heella, mikä täten mahdollistaa eri alkuperää olevien alustusten erottamisen.

10 Lisäksi on huomattava, että täydentävää me nettelytapaa voidaan käyttää, jos matkaviestin 60 on yhteydessä aputukiasemaan 64 ja ei ole yhteydessä re-ferenssitukiasemaan 64. Sellaisessa tilanteessa τι on arvioitava t2 sijaan.

15 IX. Aputukiaseman alustus

Yllä oleva säätömenettely on voimassa oleva tilanteessa, jossa aputukiaseman järjestelmäaika on suhteellisen lähellä referenssitukiaseman järjestelmä- 20 aikaa. Kuitenkin, joissain tapauksissa, ero välillä referenssitukiaseman järjestelmäaika ja referenssitukiaseman järjestelmäaika tulee olemaan niin suuri, että se tekee tästä proseduurista ei-validin. Esimerkiksi, kun aputukiasema ensimmäisen kerran käynnistyy, Ϊ ,·, 25 järjestelmäajan aika on alustettava. Ilman ulkoista "V referenssiä aputukiaseman järjestelmäaika on satunnai- *·*·* nen arvo. Toisessa tapauksessa, kun ei ole matkavies- ,,*·* tintä referenssitukiaseman ja aputukiaseman alueella ····· suhteellisen pitkään aikaan, niin aputukiaseman jär- ,···, 30 jestelmäaika voi kerätä merkittävästi virhettä (esim.

• · V.'· siirtyä referenssitukiaseman järjestelmäajasta merkit- • · ···* tävästi) johtuen oskillaattorista, joka ylläpitää jär- jestelmäaikasiirtoa suhteessa referenssiin, jota käy-:Y: tetään referenssitukiasemassa. Tällaisissa tapauksissa • t .·*·. 35 seuraava alustusmenetelmä esitetään esillä olevan kek- • « "* sinnön mukaisesti.

Kun aputukiasema 64 ensimmäisen kerran käyn- *:··· nistyy, aputukiasema 64 ei tiedä oikeaa ajoitusta, * ··· 4 0 ·· · * · * t · • · 24 koska yhtään aikaa ei ole vielä siirretty aputukiase-man 64 ja minkään ulkoisen ajoituslähteen, kuten GPS-signaalilähteen tai referenssitukiaseman 62, välillä. Siksi esillä olevan keksinnön sovelluksen mukaisesti, 5 kun teho ensimmäisen kerran syötetään aputukiasemaan 64, lähtökanava, jota lähetetään aputukiasemalta, jätetään kytkemättä. Alkuajoitus toteutetaan edullisesti käyttäen takaisinkytkentää olettaen, että tarkempia menetelmiä ei ole käytössä. Aputukiasema 64 sen jäl-10 keen saa sopivan estimaatin, jotta asianmukainen ajoitus, joka on riittävä, jotta aputukiasema 64 pystyy vastaanottamaan ajoituksen paluukanavamenetelmän, joka kuvattiin yllä kappaleessa VIII, avulla. Kun tämä on tehty, aputukiasema 64 kytkee lähtökanavalähetykset 15 alhaisella teholla. Jos matkaviestin 60 on pehmeällä kanavanvaihtoalueella, matkaviestin 60 raportoi uuden alustuksen läheisyydestä ja aika voidaan siirtää käyttäen tarkempaa pehmeää kanavanvaihtomenetelmää esillä olevan keksinnön mukaisesti, kuten yllä kuvataan. Kun 20 tämä on tehty, lähtökanavan teho tällä tukiasemalla voidaan kasvattaa normaaliin toimintatehoon, joka on sopiva aputukiasemalle 64.

♦ • · • · ♦ • · I « · *99 • ♦ ··· 9 «··· • m 9 a·· * · ··* • · 9 9 999 999 9 9 9 9 999 999 9 9 9 999 9 999 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 999 • • 9 • · f 9 9 9 9 9 9 99··· 9 ·

Claims (2)

1. 25